Ученые из Оксфордского университета (Великобритания) подтвердили, что квантовая запутанность возникает даже среди самых тяжелых и короткоживущих частиц. Исследование опубликовано в журнале Physical Review Letters.
Запутанность — это связь двух частиц из одного источника. Если измерить свойство одной частицы, это сразу говорит о свойстве другой, даже если они далеко друг от друга. Эйнштейн называл это явление «жутким действием на расстоянии». Раньше запутанность наблюдали у фотонов, электронов и ионов. Сегодня она лежит в основе квантовых компьютеров, защищенной связи и новых сенсоров.
Однако было неясно, сохраняется ли запутанность в экстремальных условиях, например в короткоживущих частицах при столкновениях высоких энергий. С помощью детектора ATLAS на Большом адронном коллайдере ученые искали запутанность у пар Z-бозонов, которые существуют доли секунды и распадаются.
Эти Z-бозоны появлялись при распаде бозона Хиггса, открытого в 2012 году. Бозоны Хиггса возникают при столкновении протонов, летящих со скоростью 99,99% скорости света. Хотя Z-бозоны исчезают почти мгновенно, детектор точно отслеживает электроны и мюоны, которые они оставляют. По углам вылета этих частиц ученые восстановили спины исходных Z-бозонов и проверили, связаны ли они запутанностью.
Результаты показали сильные доказательства такой связи. Это одно из подтверждений запутанности при самых высоких энергиях за всю историю наблюдений.
Работа важна не только для фундаментальной науки. Физики все чаще берут инструменты квантовой информатики и применяют их к физике частиц. Это позволяет создавать более точные способы обработки данных коллайдера и находить явления, которые не объясняются современной физикой.
Ранее Наука Mail рассказывала о том, что российские физики объяснили «невозможный» эффект с электронным пучком.